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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) v|K<3@J 应用示例简述 `1qM Sq 1. 系统细节 a<ztA:xt|1 光源 R6/vhze4L2 — 高斯激光束 sPUn"7 组件 )3RbD#? — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9;k!dM — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 !
fSM6Vo 探测器 a0=5G>G9c — 视觉感知的仿真 T{Rhn V1 — 高帽,转换效率,信噪比 s0bWg$ 建模/设计 !JE=QG" — 场追迹: *g;4?_f 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。
oiY&O]} sU}.2k 2. 系统说明 6fr@y=s2: 8!q$8]M
GVt}\e~" j,BiWgj$8 3. 建模&设计结果 M,j3 z# % HK \ 不同真实傅里叶透镜的结果: ,}hJ) _]~= Kjp
4:S?m(ah/ 9X6l`bo' 4. 总结 3Az7urIY 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F4%vEn\! hB:}0@l6p= 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hRWRXC9 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :-Al}7 "2~%-;c 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 [O52Bn #lHA<jI 应用示例详细内容 WFBVAD 0cxk)l% 系统参数 Ws>2S $<N!2[I L 1. 该应用实例的内容 Zg#VZg1
2 3.^Tm+ C MPg"n-g* *>,CG:`D
T.{sO` 2. 仿真任务 jQc.@^#+x 1VD8y_tC 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ?\D=DIN-r g)@d(EYY 3. 参数:准直输入光源 KNw{\Pz~w dY'mY ~Tv
RXF%A5FXh n)'5h 4. 参数:SLM透射函数 .h;PMY+ !y{t}|U/d
_ Db05:r@ 5. 由理想系统到实际系统 ' `K-rvF,C aN/0'V|&ym ^*fZ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 A&:i$`m, 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 7Ib/Cm0d| 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 O0Vtvbj 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 uuA
q\YZy/ 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ;HOOo>%_K
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Gc'CS_L ]S=AO/' 应用示例详细内容 wCwJ#-z.= !7KSNwGu 仿真&结果 m<DiYxK W=9Zl(2C 1. VirtualLab中SLM的仿真 4R~f %bp8VR sY 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 lOc!KZHUp 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 E_[)z%&n2 为优化计算加入一个旋转平面 LXm5f; A* =r~T5B S-8wL%r &%ZiI@O- 2. 参数:双凸球面透镜 (np %urx! P9\!JH! @vC7j>*4B 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 yz CQ 由于对称形状,前后焦距一致。 dHtbl\6 参数是对应波长532nm。 g@<E0
q&`$ 透镜材料N-BK7。 =deqj^&@ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 _7O;ED+ 1ud+~y$K
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TaZw_)4c \GR M,c 3. 结果:双凸球面透镜 :a 5#yh #s!q(Rc [`_ZlC 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 4r&S&^ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 x*EzX4$x 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 4rmSo^vK >~g(acH%`x
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C{i9~80n 4. 参数:优化球面透镜 Zewx*Y| `v1Xywg9P fY|Bc<,V9) 然后,使用一个优化后的球面透镜。 AF=9KWqf
通过优化曲率半径获得最小波像差。 LxM.z1 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 \uumNpB*n 透镜材料同样为N-BK7。 )]=1W
`ehZ(H} ]y4(WG;: 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 a^vXwY 5&y;r
rc*iL Y\.ds%G 5. 结果:优化的球面透镜 O:=%{/6&D tA?cHDp4E Y4\BHFq 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 $Vi[195]2 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |NbF3 fD 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Lv`*+;1K
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YpAJ7E|7 %~V+wqu 6. 参数:非球面透镜 1N`1~y JQ>GKu~ JJ50(h)U 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ,Zpc vK/S 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4k
HFfc 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 !J5k?J&{= cB;:}Q08# 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 o]&w"3vOP0 F/"Q0% (m 0Cox+QJt
AhZ`hj jm-J_o;}z6 7. 结果:非球面透镜 ; bBz< )JO#Z( @}
nI$x. 生成期望的高帽光束形状。 ~*3obZ2>2 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }~?B>vZS 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 #Ub"Ii ]x8_f6;D
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A`=;yD uCc.dluU 8. 总结 c+6/@y 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 CQf<En|1 n{>Ge,enP0 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m;=wQYFr{I 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IL:d`Kbqf ,0'Yj?U> 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 4"OUmh9LHB +d[A'&" 扩展阅读 1'skCR|!< 0_}^IiG 扩展阅读 }(g`l)OX 开始视频 KGMX >t' - 光路图介绍 a@|/D\C 该应用示例相关文件: q P<n< - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ]L'FYOfrpx - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 qf/1a CQiP
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